Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов
Рассмотрен один из способов повышения энергетической эффективности крупных систем теплоснабжения, основанный на оптимизации их режимов с использованием теплоаккумулирующей способности системы. Приведена расчетная схема и алгоритм расчета экономической эффективности. Розглянуто один із способів підви...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Промышленная теплотехника |
|---|---|
| Дата: | 2004 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут технічної теплофізики НАН України
2004
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61526 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов / В.А. Дюков, И.В. Плачков // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 5. — С. 57-60. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859917676185387008 |
|---|---|
| author | Дюков, В.А. Плачков, И.В. |
| author_facet | Дюков, В.А. Плачков, И.В. |
| citation_txt | Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов / В.А. Дюков, И.В. Плачков // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 5. — С. 57-60. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Промышленная теплотехника |
| description | Рассмотрен один из способов повышения энергетической эффективности крупных систем теплоснабжения, основанный на оптимизации их режимов с использованием теплоаккумулирующей способности системы. Приведена расчетная схема и алгоритм расчета экономической эффективности.
Розглянуто один із способів підвищення енергетичної ефективності великих систем теплопостачання, що базується на оптимізації їх режимів з використанням теплоакумулюючої здатності системи. Наведені розрахункова схема та алгоритм розрахунку економічної ефективності.
One of methods to increase of energetic efficiency of large district heating systems, based on optimization of their regimes with using abilities these systems to accumulate heat, is considered. The calculation chart and computation algorithm of economic efficiency are represented in this article.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:06:15Z |
| format | Article |
| fulltext |
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
УДК 697.434
ДЮКОВ В.А.1, ПЛАЧКОВ И.В.2
1 Государственное предприятие по научно-техническим работам по энергосбережению
в электроэнергетике "Укрэнергоэффективность"
2 Акционерная энергоснабжающая компания "Киевэнерго"
ТЕПЛОАККУМУЛИРУЮЩИЕ СВОЙСТВА СИСТЕМ
ТЕПЛОСНАБЖЕНИЯ, КАК ИСТОЧНИК ПОВЫШЕНИЯ
ЭФФЕКТИВНОСТИ ЭНЕРГОСНАБЖЕНИЯ ГОРОДОВ
Розглянуто один із способів підви-
щення енергетичної ефективності вели-
ких систем теплопостачання, що базу-
ється на оптимізації їх режимів з викори-
станням теплоакумулюючої здатності
системи. Наведені розрахункова схема
та алгоритм розрахунку економічної
ефективності.
Рассмотрен один из способов повы-
шения энергетической эффективности
крупных систем теплоснабжения, осно-
ванный на оптимизации их режимов с
использованием теплоаккумулирующей
способности системы. Приведена рас-
четная схема и алгоритм расчета эко-
номической эффективности.
One of methods to increase of ener-
getic efficiency of large district heating sys-
tems, based on optimization of their re-
gimes with using abilities these systems to
accumulate heat, is considered. The calcu-
lation chart and computation algorithm of
economic efficiency are represented in this
article.
b – удельный расход топлива;
с – стоимость топлива;
D – расход пара;
кi – энтальпия пара после ЦНД турбины;
отбi – энтальпия пара в теплофикационном
отборе турбины;
n – длительность реализации режима;
N – мощность электрическая;
Qном – номинальная теплопроизводительность
СТС в реальном режиме по температурному
графику;
∆Q – уменьшение отпуска тепла из отборов;
t – температура;
tн.в. – температура наружного воздуха;
∆tдоп – допустимые отклонения температуры
рабочего тела от температурного графика;
∆tном – номинальный перепад температур
рабочего тела по температурному графику;
гη – КПД электрогенератора;
мη – КПД механический;
ПВК – пиковый водогрейный котел;
СТС – система теплоснабжения.
Одним из основных критериев оптимальности
режимов крупных систем энергоснабжения мега-
полисов, в составе которых имеются ТЭЦ, являет-
ся минимизация расходов топлива. Этим обуслов-
лено стремление максимального увеличения вы-
работки электроэнергии в теплофикационных ре-
жимах [1].
Известны многие способы и средства умень-
шения удельных расходов топлива на выработку и
отпуск 1 Гкал тепловой энергии.
В данной публикации описан один из способов
уменьшения времени работы пиковых водогрей-
ных котлов за счет оптимального использования
теплоаккумулирующей способности системы теп-
лоснабжения.
Как правило, в отопительный сезон до опреде-
ленного уровня отрицательной температуры на-
ружного воздуха (tн.в.) отпуск тепловой энергии
осуществляется от теплофикационных отборов
турбин, и только при дальнейшем снижении тем-
пературы наружного воздуха включаются в рабо-
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 5 57
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
ту пиковые водогрейные котлы, что приводит
к увеличению расхода топлива на величину ∆b
(кг у.т./Гкал) [2].
Для климатической зоны большинства регио-
нов Украины такой характерной точкой темпера-
турного графика тепловых сетей является
tн.в. = 0…-3 °C.
При этой температуре ТЭЦ работают на номи-
нальной электрической мощности и с максималь-
ной загрузкой теплофикационных отборов (без
включения водогрейных котлов). При дальней-
шем снижении температуры вводятся в действие
ПВК (в качестве элементов регулирования общей
тепловой загрузки ТЭЦ).
Исключением являются часы суточных макси-
мумов электропотребления, когда возникает не-
обходимость кратковременного (1,5…2 часа) от-
пуска электроэнергии сверх номинальной мощно-
сти.
Этот режим возможно реализовать за счет
уменьшения отпуска тепла из отборов турбин.
Из энергетических характеристик паровых тур-
бин следует, что для получения дополнительной
выработки электрической мощности предполага-
ется снижение расхода пара из теплофикационных
отборов турбин на определенную величину ∆D
(т/час), что соответствует уменьшению отпуска
тепла из этих отборов на величину ∆Q (Гкал/час).
Уменьшение отпуска тепла из отборов турбин
позволяет увеличить расход пара через ступени,
расположенные после камеры теплофикационного
отбора. Соответственно увеличивается конденса-
ционная выработка электрической энергии. При
сохранении номинального расхода пара через
турбину увеличится часть расхода пара ∆Do,
обеспечивающая дополнительную конденсацион-
ную электрическую мощность ∆N (МВт).
Недоотпуск тепла из теплофикационного отбо-
ра традиционно должен компенсироваться пуском
ПВК и выработкой на них такого же количества
тепла.
Пуск и кратковременное включение в работу
ПВК обусловливает дополнительные затраты топ-
лива. Кроме того, частые пуски и остановки ПВК
увеличивают интенсивность их износа и приводят
к увеличению объема ремонтных работ.
Рис. 1. Расчетная схема. ПК – паровой котел; ПП – пром. перегреватель; ПВК – пиковый водогрей-
ный котел; ЧВД – часть высокого давления; ЧСД – часть среднего давления; ЧНД – часть низкого
давления; К – конденсатор; ЭГ – электрогенератор; СТС – система теплоснабжения;
• – точки измерения.
58 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 5
ЧСД
ЧНД
~
Э Г
N
io
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
С целью устранения необходимости кратко-
временного пуска ПВК в период утреннего мак-
симума электрической нагрузки рекомендуется
методика использования аккумулирующей спо-
собности систем теплоснабжения для дополни-
тельной выработки пиковой мощности без вклю-
чения ПВК.
Т а б л и ц а . Алгоритм расчета характерных параметров ТЭЦ, работающей в режиме
использования аккумулирующей способности СТС
1 Номинальная теплопроизводительность СТС
в реальном режиме по температурному гра-
фику Qном, Гкал/час
2 Номинальный перепад температур рабочего
тела по температурному графику ∆tном, оС
3 Допустимые (по ПТЭ) отклонения температу-
ры рабочего тела от температурного графика
∆tдоп, оС
Часовая теплоаккумулирующая
способность СТС при изменении
температур рабочего тела в допус-
тимых пределах
ном
акк доп
ном( )
QQ t
t
∆ = ⋅∆
∆
, Гкал/час
Суммарная теплоаккумулирующая
способность СТС за период реали-
зации режима
акк аккQ Q= ∆ ⋅ n , Гкал
Длительность реализации режима n, часов
Изменение расхода пара из тепло-
фикационного отбора
акк
отб
отб
QD
i
∆
∆ = , т/час
Энтальпия отборного пара , ккал/кг отбi
1 Энтальпия пара в теплофикационном отборе
турбины , ккал/кг отбi
2 Энтальпия пара после ЦНД турбины i ,
ккал/кг
к
3 КПД электрогенератора η г
4 КПД механический мη
Дополнительная (пиковая) элек-
трическая мощность
отб отб к м г( )
860
D i iN ∆ − ⋅η ⋅η
∆ = ,
кВт
Экономический эффект от реали-
зации режима
аккЭ b c Q= ∆ ⋅ ⋅ , грн.
1 Дополнительный удельный расход топлива
при работе ПВК b∆ , кг у.т./Гкал
2 Стоимость топлива с, грн/кг у.т.
ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 5 59
Коммунальная и промышленная теплоэнергетика
Суть методики основана на следующих пред-
посылках:
1) Как правило, в режимах СТС наблюдаются
циклические изменения температуры обратной
теплосетевой воды при неизменной температуре
прямой магистрали (за счет неравномерного водо-
забора на нужды горячего водоснабжения, осо-
бенно в ночное время).
2) Утренний пик температуры обратной сете-
вой воды (при tн.в. = -2 °С) достигается во времен-
ном промежутке между 6 и 7 часам утра.
3) Амплитуда между максимальным и мини-
мальным значениями tобр составляет около 6 °С.
4) Максимум электрической нагрузки прихо-
дится на временной интервал между 8 и 10,5 ча-
сами утра, то есть несовпадение пиков tобр и N со-
ставляет около 1,5…2,5 часа.
Теплоаккумулирующая способность СТС, дос-
тупная для реализации в эксплуатационных ре-
жимах, определяется допустимым интервалом из-
менения температуры прямой теплосетевой воды,
который составляет +5…-4 °С, или ∆tдоп = 9 °С [3].
Исходя из изложенных предпосылок, предла-
гаются следующие режимы прохождения элек-
трического максимума без включения ПВК:
- за 3…3,5 часа до начала максимума электропо-
требления производится постепенное (около 1 °С
за 5…6 минут) повышение температуры прямой
теплосетевой воды до значения на 5 °С выше тем-
пературного графика;
- выдержка такого режима в течение n часов (как
правило n ≈ 2-2,5 часа). При этом температура во-
ды в обратной магистрали повышается до значе-
ния на 5 °С выше, чем по графику;
- за этот период в СТС аккумулируется количест-
во тепла, равное Qакк (Гкал), при этом максимум
температуры воды в обратной магистрали совпа-
дает с пиком электропотребления;
- перед началом пика электропотребления начи-
нается постепенное снижение температуры пря-
мой теплосетевой воды до значения на 4 °С ниже
температурного графика. Это снижение отпуска
тепла позволяет обеспечить дополнительную
электрическую мощность в течение утреннего
максимума на величину ∆N (кВт).
Экономический эффект от реализации предло-
женных режимов работы СТС обусловлен тем,
что эти режимы позволяют избежать дополни-
тельных затрат топлива, вызванных пуском и ра-
ботой ПВК.
Расчетная схема с указанием точек измерения
характерных параметров приведена на рис. 1.
Аналогичные режимы можно рекомендовать к
использованию и в других крупных СТС, при ус-
ловии корректировки параметров с учетом регио-
нальных особенностей. Разработанный в Киев-
энерго такой режим уже внедрен и используется.
На ТЭЦ Киевэнерго установлены турбины
Т-100 и Т-250 (суммарная электрическая мощ-
ность 1200 МВт, суммарная тепловая мощность
теплофикационных отборов турбин = 900
Гкал/час). Аккумулирующая способность СТС
Киевэнерго составляет около 160…170 Гкал,
кратковременное (на 2,5…3 часа) снижение от-
пуска тепла из теплофикационных отборов со-
ставляет приблизительно 50 Гкал/час, дополни-
тельная пиковая электрическая мощность – около
20 МВт. Суммарная экономия топлива в течение
отопительного сезона достигает порядка 4,5 тыс.
т у.т. [4].
отбQ
Порядок расчета экономического эффекта при-
веден в таблице.
ЛИТЕРАТУРА
1. Ф. Шински «Управление процессами по крите-
рию экономии энергии» // М.– «Мир».– 1981.–
387 с.
2. Справочное пособие теплоэнергетика электри-
ческих станций // Минск «Беларусь».– 1974.–
368 с.
3. Промышленная теплоэнергетика и теплотехни-
ка. Справочник. // Под общей редакцией В.А.
Григорьева и В.М. Зорина, Книга 4 // М. Энер-
гоиздат.– 1991.– 586 с.
4. Плачков І.В. „Теплоенергетичні засади мо-
дернізації систем теплопостачання мегаполісу
(на прикладі м. Києва)” // Дисертація канд.
техн. наук: 05.14.06.– Київ.– 2004.– с. 213
Получено 26.10.2004 г.
60 ISSN 0204-3602. Пром. теплотехника, 2004, т. 26, № 5
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-61526 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0204-3602 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:06:15Z |
| publishDate | 2004 |
| publisher | Інститут технічної теплофізики НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Дюков, В.А. Плачков, И.В. 2014-05-07T05:31:52Z 2014-05-07T05:31:52Z 2004 Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов / В.А. Дюков, И.В. Плачков // Промышленная теплотехника. — 2004. — Т. 26, № 5. — С. 57-60. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0204-3602 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61526 697.434 Рассмотрен один из способов повышения энергетической эффективности крупных систем теплоснабжения, основанный на оптимизации их режимов с использованием теплоаккумулирующей способности системы. Приведена расчетная схема и алгоритм расчета экономической эффективности. Розглянуто один із способів підвищення енергетичної ефективності великих систем теплопостачання, що базується на оптимізації їх режимів з використанням теплоакумулюючої здатності системи. Наведені розрахункова схема та алгоритм розрахунку економічної ефективності. One of methods to increase of energetic efficiency of large district heating systems, based on optimization of their regimes with using abilities these systems to accumulate heat, is considered. The calculation chart and computation algorithm of economic efficiency are represented in this article. ru Інститут технічної теплофізики НАН України Промышленная теплотехника Коммунальная и промышленная теплоэнергетика Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов Article published earlier |
| spellingShingle | Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов Дюков, В.А. Плачков, И.В. Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| title | Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов |
| title_full | Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов |
| title_fullStr | Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов |
| title_full_unstemmed | Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов |
| title_short | Теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов |
| title_sort | теплоаккумулирующие свойства систем теплоснабжения, как источник повышения эффективности энергоснабжения городов |
| topic | Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| topic_facet | Коммунальная и промышленная теплоэнергетика |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/61526 |
| work_keys_str_mv | AT dûkovva teploakkumuliruûŝiesvoistvasistemteplosnabženiâkakistočnikpovyšeniâéffektivnostiénergosnabženiâgorodov AT plačkoviv teploakkumuliruûŝiesvoistvasistemteplosnabženiâkakistočnikpovyšeniâéffektivnostiénergosnabženiâgorodov |